هدف از مسأله برنامه ریزی توسعه تولید (gep) یافتن تکنولوژی مطلوب، زمان و مکان نصب نیروگاه های جدید در یک افق زمانی مشخص می باشد بطوریکه تضمین می کند ظرفیت نصب شده رشد تقاضای بار را برآورده خواهد کرد. با توجه به تغییرات صورت گرفته در زمینه صنعت برق کشورهای گوناگون بررسی مسأله برنامه ریزی توسعه تولید در سیستم تجدید ساختار یافته ضروری بنظر می رسد. لذا در این پایان نامه حل مسأله برنامه ریزی توسعه تولید از دید یک شرکت تولیدی توان مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از مواردی که در مسائل برنامه ریزی در سیستم های قدرت بایستی به آن پرداخته شود بحث استفاده از منابع انرژی تجدید پذیر است که بدلیل مزایای بسیار، امروزه بیش از پیش در بسیاری از مطالعات سیستم قدرت مورد توجه واقع شده اند. بهمین دلیل در این پایان نامه با در نظر گرفتن منابع گوناگون تجدید پذیر اثرات آن منابع را بر روی برنامه ریزی توسعه تولید مورد توجه واقع شده است. همچنین برای اینکه بتوان این منابع را از نظر اقتصادی با منابع سنتی تولید انرژی الکتریکی قابل رقابت کرد، راهکارهای حمایتی ای که امروزه در دنیا پیاده می شوند در مدل مسأله در نظر گرفته شده است. یکی از منابع بسیار مهم که نسبت به سایر منابع تجدید پذیر انرژی کاربرد بیشتری پیدا کرده اند نیروگاه های بادی می باشند. اما استفاده از این منابع باعث وجود عدم قطعیت هایی در مسأله می شود که بایستی بنحو مطلوبی در نظر گرفته شوند. لذا این عدم قطعیت بهمراه عدم قطعیت مربوط به قیمت انرژی در مسأله مدل شده و با استفاده از آن مسأله برنامه ریزی توسعه تولید حل شده است. برای انجام بهینه سازی این مسأله از روش بهبود یافته nbi استفاده شده و نرم افزار بهینه سازی gams بهمراه matlab برای انجام شبیه سازی ها مورد استفاده قرار گرفته اند.

همزمان با پیشرفت تکنولوژی نقش اساسی یک سیستم قدرت در جوامع مدرن به جهت تامین برق مطمئن و با کیفیت لحظه به لحظه پر رنگ تر و موثرتر میشود. از طرفی رشد بارهای مصرفی و ظهور بارهای جدید با مدلهای رفتار مصرفی متفاوت و اثرات هارمونیکی و ولتاژی ناشی از آنها، شرکتهای برق را بر آن می دارد که از یک سو شبکه موجود را توسعه دهند و از سوی دیگر قابلیت اطمینان و کیفیت برق را برای مشترکین تضمین نمایند . با توجه به حضور عواملی چون عوارض محیطی و توپولوژی خاص شبکه از جهت حبس تولید و غالب بودن زاویه بار در یک منطقه ، احداث خطوط جدید ممکن است اصلا امکان پذیر نبوده و یا توجیه فنی و اقتصادی نداشته باشد. با توجه به این موضوع در این طرح، توسعه شبکه را در حضور ادوات فکتس بررسی می کنیم. به این معنی که در مکانهایی که عوارض طبیعی مانند جنگلها و مناطق صعب العبور کوهستانی که نصب خطوط جدید مقرون به صرفه نیست ، نصب ادوات فکتس جدید در نقاط مناسب به آزادسازی ظرفیت خطوط و یا تغییر زاویه بار منجر شده و از تراکم خطوط و افت ولتاژهای ناشی از اضافه بار جلوگیری شود. بدیهی است حداقل هزینه ممکن در فرآیند تجدید ساختار سیستمهای برق کاملا مطلوب شرکتهای برق می باشد وباید به عنوان یکی از توابع هدف مورد بررسی قرار گیرد. در این طرح با استفاده از نرم افزار متلب و جعبه ابزار الگوریتم ژنتیک و شبکه استاندارد 14 شینه به بررسی اهداف طرح می پردازیم.

هدف از مسئله طراحی و توسعه شبکه توزیع یافتن توپولوژی مطلوب، زمان و مکان نصب فیدر و پست های جدید در یک افق زمانی مشخص می باشد، به طوری که تضمین می کند شبکه طراحی شده رشد تقاضای بار را در سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان برآورده خواهد کرد. با پیدایش روش های مدیریت انرژی و مصرف توان الکتریکی، روند رشد بار کاهش یافته اما همچنان نیاز به توسعه شبکه انتقال و توزیع برای انتقال توان از تولیدکنندگان به مصرف-کنندگان وجود دارد. لذا حل مسئله طراحی توسعه شبکه توزیع به صورت بهینه و در سطح قابل قبولی از قابلیت اطمینان ضروری می باشد. هدف اصلی این مسئله کاهش هزینه سرمایه گذاری و بهره برداری می باشد. هزینه سرمایه گذاری شامل هزینه نصب فیدر ها، پست های جدید و نصب تولیدات پراکنده می باشد. هزینه بهره برداری شامل هزینه عملکرد تولیدات پراکنده و نگهداری شبکه می باشد. علاوه بر هزینه اهداف دیگری نظیر قابلیت اطمینان ، تلفات شبکه و حفاظت شبکه نیز وجود دارد که به صورت دقیق و جدی بررسی نشده‏اند، لذا در این رساله این اهداف بررسی می‏شوند. طراحی توسعه شبکه توزیع بر اساس پیش‏بینی بار صورت می‏گیرد، لذا پیش‏بینی تقاضای توان الکتریکی در بلند مدت با عدم قطعیت و خطا همراه است. بنابراین در مسئله طراحی و توسعه لحاظ کردن روابط احتمالی امری نسبتاً ضروری می‏باشد که در این رساله این مورد نیز مورد بررسی قرار می‏گیرد.

برای بهبود بازده الکتروپمپ‏ها تاکنون روش‏های زیادی بررسی و اجرا شده است. از طرفی هزینه‏ انرژی در کشورمان چندان از مشترک گرفته نمی‏شود و این امر به خصوص در مورد مشترکین کشاورزی مشهودتر است، بنابراین مشترکین این بخش تمایل چندانی به استفاده از تجهیزات با بازده بالا و تغییر الگوی مصرف جهت جابجایی مصارف خود به ساعات کم هزینه‏ تر ندارند. این عوامل باعث شده است که مصارف بی‏ رویه‏ ای در ساعات اوج بار داشته باشیم. ارائه راهکاری عملی برای مدیریت انرژی در این بخش، سبب کاهش هزینه‏ های بهره ‏برداری شبکه می‏شود. در این پایان‏ نامه ابتدا نگرشی به نحوه مصرف الکتروپمپ ‏ها شده و پس از آن با توجه به فیزیک مسأله، راهکاری ارائه شده که بهره‏ بردار شبکه بتواند کنترل مستقیم بار‏های کشاورزی را در اختیار خود گرفته و توان مصرفی را به ساعات مطلوب انتقال نماید، مشترکین نیز از نتایج حاصله خرسند خواهند بود و هیچگونه تداخلی در برنامه ‏های مشترکین جهت آبیاری ندارد. روش پیشنهادی بر روی یک شبکه آزمایش شده و با توجه به اینکه سعی شده است اندازه بارها و میزان هزینه ‏ها واقعی باشد، عملی بودن طرح کاملاً نشان داده شده است.

امروزه بیش از هر زمانی، طراحی و بهره برداری الز سیستم های قدرت به منظور افزایش بازده، حایز اهمیت است. به علاوه، با وجود مشکلاتی از قبیل رعایت حریم و توسعه خطوط انتقال که منجر به افزایش بارگذاری خطوط و استفاده از حد اکثر ظرفیت انتقال می گردد. تامین پایداری ولتاژ در شرایط عادی و پیشامدهای احتمالی و دشوار بوده و مستلزم توجه بیشتری است. tcsc و svc به عنوان دو جبران پیشرفته، به دلیل داشتن پاسخ سریع و عملکرد منعطف در وضعیت های مختلف سیستم، امکان افزایش بازده و اعمال شاخص پایداری ولتاژ عام را به خوبی فراهم می آورند. در این رساله، tscs و svc با هدف دستیابی هم زمان به افزایش پایداری استاتیکی ولتاژ، افزایش بارپذیری شبکه، کاهش تلفات و بهبود پروفیل ولتاژ، مکان یابی شده اند. همچنین در تابع هدف کاهش تلفات، هزینه سرمایه گذاری عناصر جبران ساز و توان تولیدی نیروگاه ها در اوج بار با احتساب نرخ بهره سالیانه نیز اضافه می گردد به نحوی که کاهش عوامل اصلی هزینه در جایابی مد نظر قرار گیرد. لذا به منظور تعیین پاسخ مساله شامل مقدار، موقعیت، تعداد و نوع مناسب آن ها در سیستم قدرت، از روش های بهینه سازی چند منظوره مبتنی بر فاز و برنامه ریزی آرمانی (با اعمال نظر طرح)، استفاده شده است. مساله مکان یابی تشکیل شده، دارای پاسخ های متعددی است. بنابر این برای افزایش دقت تعیین پاسخ، روش های هوشمند الگوریتم ژنتیک و آبکاری فولاد(با قابلیت عبور از بهینه محلی) در کنار روش ها بهینه سازی چند هدفه، بکار رفته اند. همچنین، برای کاربردی شدن نتایج، سطوح مختلف بار سالیانه نیز در مکان یابی لحاظ شده اند. ساختار بهینه نصب که توسط روش پیشنهاد شده برای شبکه 14 شینه ieee و یک شبکه واقعی انتقال به دست آمده است. تمامی اهداف مورد نظر را به صورت هم زمان تامین نموده و علاوه بر خرید ادوات از محل کاهش هزینه سیستم، منافع مالی اضافه نیز به همراه داشته است. مسیرهای همگرایی زیگزاگ در تعیین پاسخ، قابلیت روشرا در عبور از بهینه های محلی تایید می کند. به علاوه، نتایج نشان می دهند که عدم اعمال سطوح مختلف بار، به تعیین ساختار نصب اشتباه منجر می شود.

به تدریج و با پیشرفت صنعت نیمه هادی ها و استفاده از آن ها در سیستم های قدرت، مفهوم سیستم های انتقال متناوب انعطاف پذیر و یا به اختصار facts مطرح گردید که مزیت آنها نسبت به جبران کننده های موجود قابلیت کنترل لحظه ای آن ها است. یکی از انواع این ادوات statcom است که در ساختار مداری آن از مبدل منبع ولتاژ برای تحقق بخشیدن به ایجاد یک منبع ولتاژ با قابلیت کنترل سریع استفاده شده است. در این پایان نامه با طراحی یک کنترل کننده تکرار کننده، عملکرد statcom و در نتیجه پایداری شبکه بهبود یافته است. کنترل کننده مورد نظر یک کنترل کننده repetitive است. ویژگی خاص این کنترل کننده در ردیابی ورودی مرجع پریودیک حتی در حضور اغتشاش و عدم قطعیت پریودیک است. از آنجا که در مسائل مهندسی اکثر سیگنالها یا پریودیک هستند و یا با یک سیگنال پریودیک قابل تخمین هستند؛ طراحی چنین کنترل کننده ای در جهت ردیابی ورودی مرجع و کاهش تلفات بسیار مفید خواهد بود.

هدف از مسأله جایابی ادوات facts، بدست آوردن مکان و ظرفیت مناسب برای این ادوات (svc، tcsc و upfc) می باشد، تا حضور آنها در محل مناسب با ظرفیت مناسب باعث بهبود بیشتر پارامتر های شبکه باشد. این مکان یابی با در نظر گرفتن توابع هدف پایداری ولتاژ، پایداری گذرا و مدیریت تراکم انجام می گیرد. پایداری ولتاژ در شبکه به صورت شاخص ظرفیت بار، پایداری گذرا به صورت حاشیه انرژی گذرای اصلاح شده و مدیریت تراکم به صورت هزینه پرداختی به ژنراتورها و بارها توسط اپراتور مستقل شبکه در هنگام وقوع پیشامدی در نظر گرفته می شوند. در این پایان نامه جهت مکان یابی ادوات facts از روش هایی چون، روش محدودیت اپسیلون، روش فازی پرتو و الگوریتم pso استفاده شده است، روش محدودیت اپسیلون ذکر شده در دو حالت سنتی و تکمیل شده استفاده و با هم مقایسه شده اند. برای فرایند تصمیم گیری و نرمالیزه کردن توابع هدف روش فازی پرتو استفاده شده است. نتایج مطالعات انجام شده در شبکه 39 شینه ieee نشان دهنده بهبود توابع هدف در حضور ادوات facts می باشد.

هدف اصلی در برنامه‎ریزی بهینه از ریزشبکه شامل تصمیماتی نظیر چگونه تولیدات پراکنده درون ریزشبکه مانند ژنراتورها، باطری‎ها و همچنین بارهای قابل کنترل را به صورت بهینه برنامه‎ریزی کنیم تا بار ریزشبکه را پوشش دهد و هزینه تولید تواان و هزینه وارد کرده توان به ریزشبکه در ساعت‎های بعد یا روز بعد کمینه گردد.منابع مختلف عدم قطعیت مانند بار، قیمت انرژی در بازار توان خروجی توربین بادی و سلول خورشیدی به روی بهینه‎سازی اقتصادی از ریزشبکه تاثیر می گذارد و کنترل کننده مرکزی ریزشبکه باید عدم قطعیت‎ها ار کنترل کند. سیستم های قدرت مورد تجدید ساختار قرار گرفته اند و بازارهای برق تشکیل شده اند. به عنوان یک نتیجه از تجدید ساختار در سیستم های قدرت و شکل گیری بازار برق، نیاز به حضور مشترکین در بازارهای رقابتی احساس شده است. در میان تعداد زیادی از راه‎ها، برنامه‎های پاسخگویی بار برای شرکت مشترکین در بازارهای رقابتی پیشنهاد شده است. برنامه‎های پاسخگویی بار زیرمجموعه‎ای از برنامه‎های مدیریت سمت مصرف می باشد. در این پایان نامه منابع مختلف عدم قطعیت مانند مقدار بار، قیمت برق در بازار و توان خروجی توربین بادی و سلول خورشیدی و همچنین برنامه‎های پاسخگویی بار در برنامه‎ریزی چند هدفه انرژی ملاحظه شده است. مسئله برنامه ریزی چند هدفه انرژی در این پایان نامه به صورت یک مسئله غیرخطی و صحیح است که توسط نرم افزار بهینه سازی گمز حل شده است.

بهره بردار مستقل شبکه برای حفظ شرایط رقابتی بازار با استفاده از روش های مختلف مبادرت به مدیریت تراکم خطوط می نماید. در این راستا انتخاب روش های کم هزینه و موثر دارای اهمیت زیادی هست. در این پایان نامه، به منظور کاهش هزینه های مدیریت تراکم از برنامه های پاسخگویی بار و ادوات facts، به دلیل داشتن قابلیت های لازم در مدیریت سمت مصرف کنندگان و افزایش ظرفیت انتقالی خطوط استفاده شده است. انتخاب نوع برنامه های پاسخگویی بار، همچنین محل نصب بهینه ادوات facts، در استفاده از حداکثر پتانسیل آن ها در کاهش تراکم و هزینه های مربوط به آن حائز اهمیت فراوانی می باشد، این موارد با در نظر گرفتن عدم قطعیت های مسئله در این تحقیق مورد مطالعه قرارگرفته است. نتایج مطالعات صورت گرفته بر روی سیستم 39 شینه new england، نشان دهنده این است که استفاده از ابزارهای یادشده در مقایسه با روش مدیریت تراکم با استفاده از برنامه ریزی مجدد تولید ژنراتورها، تأثیر بیشتری بر روی کاهش هزینه های مدیریت تراکم دارد.